固体去湿方法和干燥过程

固体去湿方法和干燥过程 在化学工业,制药工业,轻工,食品工业等有关工业中,常常需要从湿固体物料中除去湿分(水或其他液体),这种操作称为”去湿”. 例如:药物,食品中去湿,以防失效变质,中药冲剂,片剂,糖,咖啡等去湿(干燥) 塑料颗粒若含水超过规定,则在以后的注塑加工中会产生气泡,影响产品的品质. 其他如木材的干燥,纸的干燥.一、物料的去湿方法1、 机械去湿：压榨，过滤或离心分离的方法去除湿分，能耗底，但湿分的除去不完全。2、吸附去湿：用某种平衡水汽分压很低的干燥剂（如CaCl2，硅胶，沸石吸附剂等）与湿物料并存，使物料中水分相续经气相转入到干燥剂内。如实验室中干燥剂中保有干物料；能耗几乎为零，且能达到较为完全的去湿程度，但干燥剂的成本高，干燥速率慢。3、供热干燥：向物料供热以汽化其中的水分，并将产生的蒸汽排走。干燥过程的实质是被除去的湿分从固相转移到气相中，固相为被干燥的物料，气相为干燥介质。工业干燥操作多半是用热空气或其他高温气体作干燥介质（如过热蒸汽，烟道气）能量消耗大，所以工业生产中湿物料若含水较多则可先采用机械去湿，然后在进行供热干燥来制得合格的干品。二、 干燥操作的分类 1、按操作压强来分：1）、常压干燥：多数物料的干燥采用常压干燥2）、真空干燥：适用于处理热敏性，易氯化或要求产品含湿量很低的物料2、按操作方式来分：1）、连续式：湿物料从干燥设备中连续投入，干品连续排出特点：生产能力大，产品质量均匀，热效率高和劳动条件好。2）、间歇式：湿物料分批加入干燥设备中，干燥完毕后卸下干品再加料如烘房，适用于小批量，多品种或要求干燥时间较长的物料的干燥。3、按供热方式来分：1）、对流干燥：使干燥介质直接与湿物料接触，介质在掠过物料表面时向物料供热，传热方式属于对流，产生的蒸汽由干燥介质带走。如气流干燥器，流化床，喷雾干燥器。2）、传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式加热物料，产生的蒸汽被干燥介质带走，或是用真空泵排走（真空干燥），如烘房，滚筒干燥器。3）、辐射干燥：辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到湿物料表面，湿物料吸收辐射能转变为热能，从而使湿分汽化，如实验室中红外灯烘干物料。4）、介电加热干燥：将湿料置于高频电场内，依靠电能加热物料并使湿分汽化。化工中最常见的为对流干燥，本章主要讨论以空气为干燥介质，湿分为水的对流干燥过程。三、 对流干燥过程的特点热质同时传递当湿度较高的气流与湿物料直接接触时，气固两相间发生的是热质同时传递的过程。这是因为：一方面：由于物料表面湿度 ，则气体传热给固体，传热推动力 ，传热量Q，方向如图示；另一方面：由于气流中水汽分压p低于固体表面气膜中水汽压强 ，即 ，水汽将通过气膜向气流主体扩散，即发生质量传递过程，传热推动力 ，传递物质量N，方向如图示，而湿料内部的水分以液态或水汽的形式扩散至表面，水分气压所需热量取自于空气传递给湿料的热量。对流干燥过程包含了热量传递和质量传递过程，两者传递方向相反，见图。四 干燥的必要条件： ，使物料表面的水分能够汽化传质推动力 ，p越大，干燥进行的越快，所以，干燥介质应及时将汽化的水分带走，以便保持一定的传质推动力。若 ，则N=0，干燥无法进行，传质达到动态平衡。五 对流干燥流程及经济性1 干燥流程：典型的流程如图示2 经济性：主要取决于能耗和热的利用率在干燥操作中，加热空气所耗的热量只有一部分用于汽化水分，相当可观的一部分热能随含水分较高的废气流失。此外，设备的热损失，